Было ли Солнце раньше меньшего размера? То есть, растёт ли оно с самого начала?

Интересные факты

Давайте изучим самые интересные факты о Солнца - е

Давайте изучим самые интересные факты о Солнца — единственной звезде Солнечной системы.

Внутри поместится миллион Земель

  • Если мы заполняем нашу звезду Солнце, то внутри поместится 960000 Земель. Но если их сжать и лишить свободного пространства, то количество увеличится до 1300000. Поверхностная площадь Солнца в 11990 раз больше земной.

Вмещает 99.86% массы системы

  • По массе превосходит земную в 330000 раз. Примерно ¾ отведено на водород, а остальное – гелий.

Почти идеальная сфера

  • Разница между экваториальным и полярным диаметрами Солнца составляет всего 10 км. А значит, перед нами одно из наиболее приближенных к сфере небесных тел.

Температура в центре поднимается до 15 млн. °C

  • В ядре Солнца такая температура возможна благодаря синтезу, где водород трансформируется в гелий. Обычно горячие объекты поддаются расширению, поэтому наша звезда могла бы взорваться, но удерживается мощной гравитацией. При этом температура поверхности Солнца равна «всего» 5780 °C.

Однажды Солнце поглотит Землю

  • Когда Солнце израсходует весь водородный запас (130 млн. лет), то перейдет к гелию. Это заставит ее увеличиваться в размерах и поглощать первые три планеты. Это этап красного гиганта.

Однажды достигнет земного размера

  • После красного гиганта оно рухнет и оставит сжатую массу в шарике земного размера. Это стадия белого карлика.

Солнечный луч добирается к нам за 8 минут

  • Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км. Скорость света – 300000 км/с, поэтому лучу требуется 8 минут и 20 секунд. Но важно также понимать, что ушли миллионы лет, прежде чем фотоны света перешли с солнечного ядра на поверхность.

Скорость движения Солнца – 220 км/с

  • Солнце отдалено от галактического центра на 24000-26000 световых лет. Поэтому на орбитальный путь тратит 225-250 млн. лет.

Дистанция Земля-Солнце меняется в течение года

  • Земля движется по эллиптическому орбитальному пути, поэтому удаленность составляет 147-152 млн. км (астрономическая единица).

Это звезда со средним возрастом

  • Возраст Солнца – 4.5 млрд. лет, а значит оно уже сожгло примерно половину водородного запаса. Но процесс будет продолжаться еще 5 млрд. лет.

Наблюдается мощное магнитное поле

  • Солнечные вспышки выделяются в период магнитных бурь. Мы видим это в качестве формирования солнечных пятен, где скручиваются магнитные линии и вращаются словно земные торнадо.

Звезда формирует солнечный ветер

  • Солнечный ветер представляет собою поток заряженных частичек, проходящих сквозь всю Солнечную систему на ускорении в 450 км/с. Ветер появляется там, где распространяется магнитное поле Солнца.

Наименование Солнца

  • Само слово произошло от древнеаглийского, обозначающего «юг». Есть также готические и германские корни. До 700 года н.э. воскресенье называли «солнечный день». Свою роль сыграл и перевод. Изначальное греческое «heméra helíou» перешло в латинское «dies solis».

Видео

Изменение орбиты Земли

Изменение орбиты точно не пойдет Земле на пользу

Очевидно, что к тому времени, когда наше Солнце умрет, все на Земле уже погибнет, но это не означает, что планета остановится. Когда звезда достигнет фазы красного гиганта, то она расширится как минимум на три четверти расстояния до Земли.

Возможно, вы подумали, что Земля в таком случае выгорит до основания. Но на удивление все будет совсем не так. С расширением Солнца и его приближением к нашей планете гравитационные силы Земли и других соседних планет ослабнут. Это ослабление приведет к тому, что планеты отдалятся от Солнца и займут более безопасные орбиты. Для Меркурия и Венеры судьба будет гораздо печальнее – их просто сожрут. Конечно же, на нашей планете к этому времени все жизненные формы исчезнут, поэтому такой «побег» планеты будет фактически бессмысленным.

Солнечные пятна

В фотосфере видно много интересных деталей. Самые известные детали на Солнце, это Солнечные пятна. Пятна бывают очень большие, размерами десятки тысяч километров и даже больше. Такие пятна в принципе видны невооруженным глазом, если солнце закрыто какой-нибудь дымкой. В летописях находили указания на то, что на Солнце наблюдали какие-то темные детали. Крупные пятна видимые невооружённым глазом появляются крайне редко. Поэтому таким элементом научного знания это не стало и солнечные пятна были открыты когда начались телескопические наблюдения.

Одновременно несколько астрономов, в разных странах, отметили присутствие чёрных образований на Солнце. То что эти детали находятся именно на Солнце, а ни где-то между Солнцем и Землёй было ясно потому, что можно наблюдать как эти детали смещаются, в процессе вращения Солнца вокруг своей оси. Пятна кажутся темными потому, что они холоднее. Если температура поверхности Солнца 6 000K, то температура пятна немножко ниже.

На самом деле пятна это очень яркие образования, но они нам кажутся черными на фоне яркого солнечного диска. Они темнее, потому что они холоднее. Холоднее, потому что области солнечных пятен, подавлен приток тепла из недр. Во внешних слоях Солнца, как мы помним, энергия переносится конвекцией. Если мы подавим конвекцию в какой-то области, то тепло подводиться к этой области не будет. Эта область начнёт остывать.

В данном случае, подвод тепла за счет конвекции, подавляется магнитным полем. Пятна, обычно появляются парами. Они соединены магнитной трубкой, как на картинке ниже. Соответственно одно пятно, соответствует северному полюсу магнита, другое соответствует южному полюса магнита.

Это магнитное поле продолжается вглубь конвективной зоны. Энергия магнитного поля в трубке оказывается достаточно большой, чтобы предотвратить конвективное перемешивание вещества. Поэтому в области пятен, не происходит притока теплого вещества из недр Солнца за счет излучения. В первую очередь температура вещества падает, и мы видим темные образования.

Ниже более детальная картина, где показана структура этой магнитной трубки и показана структура под пятном. Это очень плотная область, где есть пучок магнитных силовых линий. Соответственно подвод тепла сильно ограничен, и поэтому выше над этой областью, относительно холодное тёмное пятно.

Процесс активно моделируется. В принципе, сама физика появления солнечных пятен, достаточно понятна. Другое дело, что магнитогидродинамические процессы очень сложны! Представьте, что люди погоду не могут предсказать на 7 дней вперед. А солнечная погода, усложнена еще влиянием магнитных полей. У нас на земле хорошо хоть магнитные поля не влияют на движение облаков или выпадения осадков. Магнитогидродинамические расчеты еще сложнее гидродинамических, поэтому в области исследований солнечных пятен и других форм солнечной активности есть очень много нерешенных загадок.

Благодаря обилию наблюдательных данных с наземных телескопов и со спутников, видно много интересных деталей, которые естественно нужно понять и воспроизвести в наблюдениях. Это очень интересная и очень активно развивающаяся область исследований.

На рисунке ниже показан результат численного моделирования. Цвет кодирует температуру. Сверху тёмное пятно. Под пятном — синяя область, где подвод тепла затруднён. Ниже естественно горячая область. Поскольку тепло из горячей области плохо уходят, нужно как-то по сторонам обтекать холодную область, где магнитное поле мешает нормальному переносу тепла (нормальному, с точки зрения обычного поведения внешних слоев Солнца).

 Результат численного моделирования.
Результат численного моделирования.

Ещё ниже показан процесс всплывания магнитных трубок (всплывания магнитного поля) во внешних слоях Солнца. Потихоньку такая трубка вылезает из фотосферы, и соответственно, появляются два пятна.

И наконец изображение внешних слоев Солнца. Это данные наблюдений. Естественно это не в видимом диапазоне спектра, глазом так просто это увидеть нельзя. Но это реальное изображение, настоящей структуры. И эти аркообразные структуры вблизи солнечной поверхности, как раз объясняются присутствием магнитного поля. Более того мы привыкли к такой геометрии магнитных силовых линий.

Что заставляет Солнце излучать свет?

Древние мыслители думали, что поверхность солнца постоянно горит, и поэтому излучает свет и тепло. Однако это не так. Во-первых, причина излучения тепла и света находится намного глубже поверхности звезды, а именно в ядре . Ну и во-вторых, процессы происходящие в недрах звезд вовсе не похожи на горение.

Солнце содержит огромное количество атомов водорода.

Суть термоядерной реакции

Суть термоядерной реакции

Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречается с другим атомом водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкивают друг друга, что предотвращает встречу одного из протонов друг с другом.

Но ядро Солнца сильно разогрето и находится под таким давлением, что атомы перемещаются с большой кинетической энергией, которая позволяет им преодолевать силу, связывающую их структуру, и электроны начинают отделяться от своих протонов.

Это означает, что протоны, обычно находящиеся внутри ядра атома водорода, могут касаться друг друга и объединяются в ядра других элементов.

То есть с научной точки зрения, — это реакция, при которой более легкие атомные ядра — обычно изотопы водорода (дейтерий и тритий) сливаются в более тяжелые ядра — гелия .

Данный процесс, происходящий в недрах звезд, называется термоядерный синтез.

Термоядерная реакция

Термоядерная реакция

Это процесс перехода материи в энергию, причем из минимального количества материи высвобождается невероятное количество энергии — каждую секунду Солнце излучает 3,9 × 10 в степени 26 Вт мощности. 

Чтобы произошла термоядерная реакция необходима невероятно высокая температура — несколько миллионов градусов.

Как можно было догадаться солнце не вечно , оно со временем «спалит само себя». Ученые считают, что в нем еще хватит материи приблизительно на 4-6 миллиардов лет, т.е. где-то на столько же, сколько оно уже просуществовало.

Почему Солнце не взрывается?

Звезда живет за счет притяжения — вот почему они большие, огромные. Чтобы сжать звезду, нужна огромная сила притяжения, для того чтобы выделить невероятное количество энергии, достаточного для термоядерного синтеза. Вот в чем секрет звезд, вот почему они светятся.

Синтез в ядре звезды Солнца, каждую секунду генерирует мощность, которой хватило бы на миллиард ядерных бомб. Звезда — это гигантская водородная “бомба”.

Почему тогда ей просто не разлететься на куски?

Дело в том, что силы тяжести сжимают внешние слои

Дело в том, что силы тяжести сжимают внешние слои звезды. Сила тяжести и синтез ведут грандиозную войну, притяжение которых хочет смять звезду и энергия синтеза, которая стремится разнести звезду изнутри, этот конфликт и это равновесие создают звезду.

Этот процесс происходит всю жизнь звезды. В результате создается свет и каждый луч совершает невероятное путешествие, проходя 1080 миллионов километров в час. За одну секунду, луч света может семь раз обогнуть землю, ни что во вселенной не движется так быстро.

Разрушение углерода и кислорода

6. Когда солнце достигнет своего максимального размера, его ядро раскалится до температуры 100 млн °С, и это вызовет синтез гелия. Атомы гелия начнут разрушаться, выделится колоссальное количество энергии. Солнце опять начнёт уменьшаться в размерах, хотя первоначального уже никогда не достигнет. Это будет продолжаться в течение следующих 110 млн лет. После этого, в результате ядерной реакции, появятся новые элементы — кислород и углерод. Когда их накопится в ядре Солнца достаточно много, оно снова вдвое увеличится в размерах. Наконец, снова останется гелиевое ядро, углерод и кислород разрушатся, но энергии хватит, чтобы началась непосредственно гибель.

Расположение в галактике

Галактическое расположение Солнца

Галактическое расположение Солнца

Солнце находится ближе к внутреннему краю рукава Ориона в Млечном Пути. Удаленность от галактического центра составляет 7.5-8.5 тысяч парсеков. Находится внутри локального пузыря – полость в межзвездной среде с раскаленным газом.

Солнечная система проживает в галактической жилой зоне. Эта территория наделена особыми характеристиками, способными поддерживать жизнь. Солнечное движение направлено к Веге на территории Лиры и под углом в 60 градусов от галактического центра. Среди ближайших 50 систем наше Солнце стоит на 40-м месте по массивности.

Полагают, что орбитальный путь эллиптический с присутствием возмущения от галактических спиральных рукавов. Тратит 225-250 млн. лет на один орбитальный пролет. Поэтому на сегодняшний момент выполнило лишь 20-25 орбит. Ниже можно рассмотреть карту поверхности Солнца. При желании воспользуйтесь нашими телескопами онлайн в режиме реального времени, чтобы полюбоваться звездой системы. Не забывайте отслеживать космическую погоду с указанием магнитных бурь и солнечных вспышек.

Теги

Adblock
detector